Ensemble structure determination using multiple measurement data in solution state

使用解状态下的多个测量数据确定系综结构

• 批准号: 21K06114
• 负责人: 池谷 鉄兵
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Tokyo Metropolitan University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K06114/
• 关键词: multi-state立体構造計算; タンパク質; 溶液NMR; in-cell NMR; 構造アンサンブル; NMR; 立体構造決定; アンサンブル構造; 常磁性効果; マルチドメイン蛋白質; 天然変性蛋白質

本研究は，現在開発を進めているmulti-state蛋白質立体構造計算法をマルチドメイン蛋白質に応用し，ドメイン配向のアンサンブル構造を可視化することを１つの目標としている．Multi-state蛋白質立体構造計算法は，従来の可能な限り収束の良い一位の構造を決定することを目指す手法とは異なり，複数状態を仮定して構造解析を行うことで，多形構造をとる蛋白質の個々の状態の構造を同時に決定できる手法である．一昨年度に，この手法を様々なNMRデータにも適用できるようなプログラムの拡張に成功している．モデル試料として，GRB2, FixJ，直鎖ダイユビキチンを用いている．本年度は，multi-state構造計算をGRB2蛋白質へ応用し，GRB2の溶液中でのドメイン配向決定に成功した．これをもとに，GRB2試料の常磁性緩和効果(PRE)と残余双極子相互作用(RDC)を測定し，これらのデータを用いて構造決定を行った．X線小角散乱(SAXS)と分子動力学計算(MD)も行い，これらのデータを統合的に解析することで，より信頼性の高いアンサンブル構造を得ることに成功した．FixJについても，同様な構造解析を進めており，PREと疑似コンタクトシフト(PCS)の測定に成功している．直鎖ダイユビキチンについては，希薄溶液下でPCS,PREの測定，解析とmulti-state構造計算によるアンサンブル構造解析にも成功した．また，直鎖ダイユビキチンをヒト培養細胞に導入し，細胞内でのin-cell NMR測定とPCSの測定にも成功した．昨年度構造解析に成功した，KRasとRGL2の相互作用解析の成果は，科学専門誌に投稿し，現在審査中に段階にある．

This study aims to develop a multi-state protein stereostructure calculation method for protein visualization and analysis. The Multi-state protein stereostructure calculation method is used to determine the possible limit of the future and the optimal structure of a single site. Polymorphic structure is determined simultaneously by protein state and structure. Last year, this method was successfully applied to NMR data processing. GRB2, FixJ, Direct Lock, Direct Lock. This year, multi-state structural calculations for GRB2 protein were successfully performed, and GRB2 alignment determination was successfully performed in solution. In this case, the permanence relaxation effect (PRE) and residual dipole interaction (RDC) of GRB2 samples were determined, and the structural determination of GRB2 samples was carried out. X-ray small angle scattering (SAXS) and molecular dynamics calculation (MD) were carried out. The structural analysis of GRB2 samples was successfully carried out.FixJ was successfully carried out, and the structural analysis of GRB2 samples was carried out PRE Suspected PCTs (PCS) were successfully determined. The analysis of PCS,PRE in thin solution is successful in multi-state structure calculation. In-cell NMR measurements and PCS measurements were successfully performed in cultured cells. Last year's structural analysis was successful, and the results of the interaction analysis of KRas and RGL2 were submitted to the scientific journal.

项目成果

In-cell NMRによるlinear diubiquitinのin-situ立体構造解析

通过细胞内核磁共振对线性双泛素进行原位三维结构分析

• 发表时间: 2022
• 作者: Whalen Sean;Inoue Fumitaka;Ryu Hane;et. al.;屋部 祥大，田岸 亮馬，鴨志田 一，美川 務，猪股 晃介，池谷 鉄兵，伊藤 隆
• 通讯作者: 屋部 祥大，田岸 亮馬，鴨志田 一，美川 務，猪股 晃介，池谷 鉄兵，伊藤 隆

GMPPNP結合型K-RasG12VとRgl2RBDの相互作用解析

GMPPNP 结合的 K-RasG12V 和 Rgl2RBD 的相互作用分析

• 发表时间: 2022
• 作者: Suetake Isao;Risa Mutoh;Yuichi Mishima;Masatomo So;Hironobu Hojo;富樫 直之，宮田 裕貴，亀井 駿，菅澤 はるか，美川 務，猪股 晃介，田仲 加代子，伊藤 隆，池谷 鉄兵
• 通讯作者: 富樫 直之，宮田 裕貴，亀井 駿，菅澤 はるか，美川 務，猪股 晃介，田仲 加代子，伊藤 隆，池谷 鉄兵

An in-cell NMR study of the Keap1-Nrf2 system

Keap1-Nrf2 系统的细胞内 NMR 研究

• 发表时间: 2022
• 作者: 八木 宏昌;葛西 卓磨;Elisa Rioual;池谷 鉄兵;木川 隆則;井上詞貴;奥村久士;井上詞貴;二川 慶，森岡 太一，伊藤隆，池谷 鉄兵，降旗 一夫，渡辺 裕之，永田 宏次，鈴木 道生;奥村久士;豊田 芽生，猪股 晃介，末広 志織，島 海翔，池谷 鉄兵，鈴木 隆史，山本 雅之，伊藤 隆
• 通讯作者: 豊田 芽生，猪股 晃介，末広 志織，島 海翔，池谷 鉄兵，鈴木 隆史，山本 雅之，伊藤 隆

アコヤガイ貝殻内タンパク質の low complexity region の構造、機能解析

珍珠贝壳低复杂度区域蛋白的结构和功能分析

• 发表时间: 2022
• 作者: 八木 宏昌;葛西 卓磨;Elisa Rioual;池谷 鉄兵;木川 隆則;井上詞貴;奥村久士;井上詞貴;二川 慶，森岡 太一，伊藤隆，池谷 鉄兵，降旗 一夫，渡辺 裕之，永田 宏次，鈴木 道生
• 通讯作者: 二川 慶，森岡 太一，伊藤隆，池谷 鉄兵，降旗 一夫，渡辺 裕之，永田 宏次，鈴木 道生

NMR studies on the N-terminal SH3 domain-mediated binding of Drosophila Drk to Sos and Dos

果蝇 Drk N 端 SH3 结构域介导的 Sos 和 Dos 结合的 NMR 研究

• 发表时间: 2022
• 作者: 井口 真由美，Sayeesh;PM;池谷 鉄兵;伊藤 隆
• 通讯作者: 伊藤 隆